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Dokumentenidentifikation DE10247638A1 22.04.2004
Titel Bremssystem und Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Yazdirad, Kamjar, Dipl.-Ing., 85055 Ingolstadt, DE;
Modlmayr, Johann, Dipl.-Ing., 86529 Schrobenhausen, DE
DE-Anmeldedatum 11.10.2002
DE-Aktenzeichen 10247638
Offenlegungstag 22.04.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.04.2004
IPC-Hauptklasse B60T 1/06
IPC-Nebenklasse F16D 65/20   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, das zumindest eine Bremsscheibe (23), mindestens einen Bremsbelag (24) und mindestens einen damit zusammenwirkenden Bremskolben (5) umfasst, wobei der Bremskolben (5) in einem Zylinderraum (7) aufgenommen ist, der zumindest teilweise (73) mit einem hydraulischen Bremskreis des Bremssystems (1) verbunden ist, wobei das Bremssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass der Bremskolben (5) mindestens drei Stellungen in dem Zylinderraum (7) einnehmen kann, wobei eine Stellung eine Bremsstellung, eine Stellung eine Ausgangsstellung und eine Stellung eine ungebremste Stellung darstellt, wobei in der ungebremsten Stellung der Abstand zwischen dem Bremskolben (5) und der Bremsscheibe (23) größer ist als in der Ausgangsstellung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Bremssystems.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein hydraulisches Bremssystem, sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems.

Bei Bremsen an Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Scheibenbremsen, werden die Bremsbeläge bei einem Bremsvorgang über Bremskolben gegen die Bremsscheibe gepresst. Nach dem Bremsvorgang soll sich der Bremsbelag wieder von der Bremsscheibe ablösen.

Aus DE 31 21 893 A1 ist eine Teilbelag-Schwimmsattelscheibenbremse bekannt, die die Aufgabe erfüllen soll, dass nach jeder Bremsung die unmittelbar am Schwimmsattel befestigte Bremsbacke auf das Soll-Lüftspiel zurückgestellt wird. In der in diesem Dokument beschriebenen Scheibenbremse können eine Ringnut in dem Bremszylinder und ein darin gehaltener Dichtring so ausgebildet sein, dass nach einer Bremsung die Rückstellbewegung doppelt so groß ist, wie die des Schwimmsattels, damit auf beiden Seiten der Bremsscheibe gleiche Lüftspiele hergestellt werden.

Es hat sich gezeigt, dass bei herkömmlichen Scheibenbremsen nach dem Bremsvorgang der kolbenseitige Bremsbelag nicht immer vollständig von der Bremsscheibe gelöst wird. Hierdurch treten im ungebremsten Fahrzustand Restschleifmomente zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe auf. Durch diese Restschleifmomente entsteht beim ungebremsten Fahrzustand ein erhöhter Kraftstoffverbrauch und ein erhöhter Bremsscheibenverschleiß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bremssystem und ein Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems zu schaffen, durch die Restschleifmomente bei Scheibenbremsen reduziert werden können.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Restschleifmomente ideal minimiert werden können, wenn der Bremskolben und dadurch der Bremsbelag im ungebremsten Zustand des Fahrzeugs um einen gewissen Betrag über das Soll-Lüftspiel rückgestellt werden können, ohne den Bremspedalweg für den Fahrer zu verlängern.

Die Aufgabe wird daher gelöst durch ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, das zumindest eine Bremsscheibe, mindestens einen Bremsbelag und mindestes einen damit zusammenwirkenden Bremskolben umfasst, wobei der Bremskolben in einem Zylinderraum aufgenommen ist, der zumindest teilweise mit einem hydraulischen Bremskreis des Bremssystems verbunden ist. Das Bremssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben mindestens drei Stellungen in dem Zylinderraum einnehmen kann, wobei eine Stellung eine Bremsstellung, eine Stellung eine Ausgangsstellung und eine Stellung eine ungebremste Stellung darstellt und wobei in der ungebremsten Stellung der Abstand zwischen dem Bremskolben und der Bremsscheibe größer ist als in der Ausgangsstellung.

Als Bremsstellung wird im Sinne dieser Erfindung die Stellung des Bremskolbens bezeichnet, in der der Bremskolben zumindest den kolbenseitigen Bremsbelag an die Bremsscheibe drückt, d.h. in der der Bremskolben über den kolbenseitigen Bremsbelag die durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufene Kraft auf die Bremsscheibe ausübt. Unter Ausgangsstellung des Kolbens wird die Stellung verstanden, in der zumindest der kolbenseitige Bremsbelag über den Kolben an die Bremsscheibe angestellt wird, ohne eine nennenswerte Kraft auf diese auszuüben. In der Regel befindet sich der Bremsbelag in der Ausgangsstellung in einem Abstand zu der Bremsscheibe, der als Soll-Lüftspiel bezeichnet wird. Als ungebremste Stellung wird die Stellung des Kolbens bezeichnet, in der der Bremsbelag mittels des Kolbens über die Ausgangsstellung hinaus von der Bremsscheibe entfernt liegt.

Durch die Schaffung einer sogenannten ungebremsten Stellung des Kolbens kann mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem erzielt werden, dass in einem Zustand, in dem das Bremspedal des Fahrzeugs nicht betätigt wird, das Lüftspiel zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag gegenüber dem Soll-Lüftspiel, das in der Ausgangsstellung, wenn ein Bremsvorgang eingeleitet wird, vorliegt, vergrößert wird. Andererseits kann dadurch, dass zusätzlich zu der ungebremsten Stellung der Kolben eine Ausgangsstellung einnehmen kann, sichergestellt werden, dass der Bremspedalweg nicht unnötig verlängert wird.

Vorzugsweise weist das Bremssystem für die Bewegung des Kolbens von der Ausgangsstellung in die ungebremste Stellung oder von der ungebremsten Stellung in die Ausgangsstellung Mittel zur Änderung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum herrscht, die im Folgenden auch als Druckmodulationsmittel bezeichnet werden auf. Bei hydraulisch betriebenen Bremsen wird der eigentliche Bremsvorgang, d.h. die Bewegung des Kolbens zwischen der Ausgangs- und der Bremsstellung über hydraulischen Druck bewirkt. Es ist daher vorteilhaft, auch die weitere Bewegung des Kolbens von und in die ungebremste Stellung über eine Druckänderung zu steuern, da dadurch bereits in einem Bremssystem vorgesehene Druckmodulationsmittel, wie beispielsweise Pumpen, Ventile oder Entspannungskammern, verwendet werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Mittel zur Druckänderung von einem mit dem Bremssystem verbundenen Steuergerät, vorzugsweise einem elektronischen Steuergerät, angesteuert. Als Steuergeräte, die diese Funktion übernehmen können, kommen beispielsweise das Steuergerät eines ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm)-Systems, eines EHB (Elektro-Hydraulische-Bremse)-Systems oder eines ähnlichen Systems in Betracht. Über diese Verbindung kann gezielt ein Druckaufbau oder die Erzeugung eines Unterdrucks erzielt werden, so dass der Kolben unter gegebenen Bedingungen in die geeignete Stellung gebracht wird. Bei der Verwendung eines EHB-Systems kann beispielsweise über Elektropumpen oder Ventile die erforderliche Druckänderung erzeugt werden. Weiterhin sind insbesondere bei ESP-Systemen Sensoren vorgesehen, die beispielsweise den Bremsdruck überwachen. Diese Sensoren können auch für das erfindungsgemäße Bremssystem verwendet werden. Auch das Erkennen der Einleitung oder Beendigung eines Bremsvorgangs kann über Sensoren erfolgen, die mit dem Steuergerät verbunden sind. Beim Erkennen der Einleitung eines Bremsvorgangs kann das Steuergerät Signale ausgeben, durch die Mittel aktiviert werden, durch die der Kolben in die Ausgangsstellung gebracht werden kann.

In einer Ausführungsform entspricht die Ausgangsstellung des Bremskolbens der Lösestellung des Bremskolbens. Als Lösestellung wird die Stellung des Kolbens bezeichnet, in die sich dieser unmittelbar nach dem Lösen der Bremse begibt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, um mehrere Bremsvorgänge unmittelbar hintereinander durchführen zu können. Über eine Steuerung kann erzielt werden, dass die ungebremste Stellung nicht nach jedem Lösen der Bremse eingestellt wird, sondern nur, wenn über einen definierten Zeitraum keine Bremsvorgänge auftreten, wie beispielsweise bei einer Autobahnfahrt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kolben von der Ausgangsstellung in die ungebremste Stellung bewegt, indem die Mittel zur Änderung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum herrscht, verwendet werden, Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks darstellen. Durch Verwendung dieser Mittel zur Verschiebung des Kolbens kann die ungebremste Stellung präzise eingestellt werden. Darüber hinaus erlaubt diese Ausführungsform, bei der Mittel zur Erzeugung von Unterdruck vorgesehen sind, dass der Kolben zwischen allen drei Stellungen rein über die Hydraulik verschoben wird. Die Verschiebung zwischen der Bremsstellung und der Lösestellung kann in diesem Fall auch über den erzeugten Unterdruck erfolgen, so dass mechanische Rückstellelemente, wie Roll-Back-Dichtringe oder Federn entfallen können.

Die Mittel zur Erzeugung des Unterdrucks können beispielsweise zumindest eine Pumpe in der Rücklaufleitung des mit dem Zylinderraum verbundenen hydraulischen Bremskreises umfassen.

In einer weiteren Ausführungsform entspricht die ungebremste Stellung des Bremskolbens der Lösestellung des Bremskolbens. In diesem Fall wird der Bremskolben nach jedem Lösen der Bremse in die ungebremste Stellung überführt. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass der Steueraufwand gering gehalten werden kann.

In einer Ausführungsform stellen die Mittel zur Druckänderung zumindest in dem Zylinderraum Mittel zur Druckerhöhung dar. Über diese Mittel kann der Kolben von der ungebremsten Stellung in die Ausgangsstellung verschoben werden. Zusätzlich kann der Kolben über diese Druckänderungsmittel in die Bremsstellung überführt werden. Da bei hydraulischen Bremssystemen Mittel zur Druckmodulation, beispielsweise in Form von Pumpen, Entspannungskammern oder Ventilen bereits vorgesehen sind, ist der konstruktive Aufwand für diese Ausführungsform gering.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bremssystem einen Dichtring, der in einer Ringnut in dem Zylinderraum gehalten wird und der den Bremskolben reibschlüssig umfasst, wobei die Ringnut an der der Bremsscheibe zugewandten Seite eine Fase aufweist, die eine Bewegung des Bremskolbens von der ungebremsten Stellung bis zur Bremsstellung erlaubt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bremsen, bei denen die Fase lediglich so groß dimensioniert ist, dass die Verschiebung des Kolbens von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung möglich ist, ist die Fase in dieser Ausführungsform größer. Dadurch kann das Lüftspiel zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag vergrößert werden. Der Kolben kann in dem Dichtring im Vergleich zu herkömmlichen Bremssystemen in die der Bremsscheibe abgewandten Richtung verschoben sein, oder die Ringnut kann in einer größeren Entternung von der Bremsscheibe in den Zylinderraum eingebracht sein. Da bei dem erfindungsgemäßen Bremssystem der Bremskolben in eine Ausgangsstellung gebracht werden kann, beispielsweise über elektrisch angesteuerte Mittel zur Druckerhöhung, wird der Bremspedalweg trotz des größeren Lüftspiels für den Fahrer nicht verlängert.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem zumindest eine Bremsscheibe, mindestens einen Bremsbelag und mindestes einen damit zusammenwirkenden Bremskolben umfasst, wobei der Bremskolben in einem Zylinderraum aufgenommen ist, der zumindest teilweise mit einem hydraulischen Bremskreis des Bremssystems verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben zwischen mindestens drei Stellungen in dem Zylinderraum bewegt werden kann, wobei eine Stellung eine Bremsstellung, eine Stellung eine Ausgangsstellung und eine Stellung eine ungebremste Stellung darstellt, wobei in der ungebremsten Stellung der Abstand zwischen dem Bremskolben und der Bremsscheibe größer ist, als in der Ausgangsstellung.

Beim Erkennen des Einleitens eines Bremsvorgangs kann der Bremskolben erfindungsgemäß von einer ungebremsten Stellung in eine Ausgangsstellung gebracht werden. Diese Bewegung des Bremskolbens erfolgt vorzugsweise über Mittel, die beispielsweise über ein elektrisches Steuergerät angesteuert werden, wobei die Mittel vorzugsweise Mittel zur Druckänderung bzw. Druckmodulation darstellen.

Zumindest ein Teil der Bewegung des Bremskolbens wird vorzugsweise über eine Druckerhöhung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum herrscht, erzielt.

In einer weiteren Ausführungsform kann nach dem Erkennen der Beendigung des Bremsvorgangs zumindest in dem Zylinderraum ein Unterdruck erzeugt werden, um den Bremskolben von der Lösestellung in die ungebremste Stellung zu bewegen.

Bevorzugt ruft die Steuerung eines ESP-, eines EHB-Systems oder eines ähnlichen Systems beim Erkennen der Einleitung oder der Beendigung eines Bremsvorgangs eine Druckänderung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum herrscht, hervor.

Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bremssystems beschrieben werden, gelten ebenso für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen, die sich auf mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen, beschrieben. Es zeigen:

1 und 1 a: schematische Darstellungen eines Teils eines erfindungsgemäßen Bremssystems;

2a: eine schematische Darstellung der Bremsstellung des Bremskolbens in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems;

2b: eine schematische Darstellung der Ausgangs- und Lösestellung des Bremskolbens in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems

2c: eine schematische Darstellung der ungebremsten Stellung des Bremskolbens in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems;

3a: eine schematische Darstellung der Bremsstellung des Bremskolbens in einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems;

3b: eine schematische Darstellung der Ausgangsstellung des Bremskolbens in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems;

3c: eine schematische Darstellung der ungebremsten und Lösestellung des Bremskolbens in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems.

In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche und gleichwertige Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden gegebenenfalls nur einmal angegeben und erläutert.

In 1 ist ein Teil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystems 1 schematisch dargestellt. Der Aufbau von hydraulischen und elektrohydraulischen Bremssystemen ist hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt, so dass in der 1 nur für das Verständnis der Erfindung notwendige Teile wiedergegeben sind und erklärt werden.

Das Bremssystem 1 umfasst im wesentlichen einen hydraulischen Bremskreis 11, der zumindest eine Zuführungsleitung und eine Rückführungsleitung für Bremsflüssigkeit zu und von einer Radbremse 2 aufweist. Der Druck in dem hydraulischen Bremskreis 11 wird entweder unmittelbar über das Bremspedal 8 oder mittelbar von dem Bremspedal 8 über einen Bremskraftverstärker (nicht dargestellt) oder über ein Steuergerät 4 eingestellt. Wie in 1 angedeutet, ist der Bremskreis mit einer Radbremse 2 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur eine Radbremse angedeutet. In der Regel ist der Bremskreis aber zumindest mit Radbremsen an jedem der beiden Vorderräder verbunden. Wie der Detailansicht der Radbremse 2 in 1a zu entnehmen ist, umfasst diese in der dargestellten Ausführungsform eine Bremsscheibe 23, die mit dem Rad verbunden ist, mindestens einen kolbenseitigen Bremsbelag 24, sowie einen Bremszylinder 21. In dem Bremszylinder 21 ist ein Zylinderraum 7 gebildet, in dem ein Bremskolben 5 aufgenommen ist, der in dem Zylinderraum 7 über einen Dichtring 6 gehalten wird. In dem Zylinderraum 7 ist eine Ringnut 71 vorgesehen, in der der Dichtring 6 aufgenommen ist. An der Ringnut 71 kann an der der Bremsscheibe 23 zugewandten Seite eine Fase vorgesehen sein, die eine Verformung des Dichtrings 6 in Richtung der Bremsscheibe 23 und damit eine Verschiebung des Bremskolbens 5 in diese Richtung und ein Rückstellen des Bremskolbens 5 erleichtert.

Durch die Innenseite des Zylinderraums 7 und den Dichtring 6 wird ein Raum 73 hinter dem in dem Zylinderraum 7 gehaltenen Bremskolben 5 gebildet. Dieser Raum 73 ist über zumindest einen Durchlass 74 in dem Bremszylinder 21 mit dem hydraulischen Bremskreis 11 verbunden.

Das in 1 dargestellte Bremssystem weist zudem ein Steuergerät 4 auf. Dieses kann, wie bereits erwähnt, für die Modulation des Drucks in dem hydraulischen Bremskreis, beispielsweise bei EHB-Systemen, dienen. Es ist aber erfindungsgemäß auch möglich, das Steuergerät mit mindestens einem Sensor auszustatten, der es erlaubt, die Einleitung eines Bremsvorgangs und die Beendigung eines Bremsvorgangs zu erkennen. Weiterhin kann das Steuergerät 4 beispielsweise zum Aktivieren von Druckmodulationsmitteln einer Druckmodulationseinheit 13, wie Pumpen, Ventilen Entspannungskammern und der Gleichen, die in dem Bremskreis 11 vorgesehen sind, beispielsweise in der Rückführungsleitung, verwendet werden.

Im Folgenden wird nun eine mögliche Betriebsweise des dargestellten erfindungsgemäßen Bremssystems und eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Während eines Bremsvorgangs ist das Bremspedal 8 heruntergedrückt, wodurch in der Zuführungsleitung des Bremskreises 11 ein Druck aufgebaut wird, der zu einer Druckerhöhung in dem Raum 73 hinter dem Bremskolben 5 führt. Hierdurch ist der Bremskolben 5 in Richtung der Bremsscheibe 23 verschoben und übt zumindest über den kolbenseitigen Bremsbelag 24, in der Regel aber auch über einen an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 23 angeordneten Bremsbelag (nicht dargestellt), eine Kraft auf die Bremsscheibe 23 aus, wodurch das Rad abgebremst wird. Wird nun das Bremspedal 8 Iosgelassen und bewegt sich über den gesamten Pedalweg, z.B. mittels Federn zurück, so wird der Druck in der Zuführungsleitung abgebaut. Zusätzlich wird der Druck in dem Zylinderraum 7, insbesondere in dem Raum 73 hinter dem Bremskolben 5 abgebaut, indem beispielsweise ein Ventil (nicht dargestellt) in der Rücklaufleitung geöffnet oder ein anderes Druckmodulationsmittel, wie beispielsweise eine Entspannungskammer aktiviert wird. In der dargestellten Ausführungsform kann der Bremskolben 5 über die elastische Rückverformung des Dichtrings 6 wieder in eine Position zurückgeführt werden, die dieser einnimmt, wenn in dem Zylinderraum 7 kein Druck herrscht. In diesem Zustand wird ein Soll-Lüftspiel zwischen der Bremsscheibe 23 und dem kolbenseitigen Bremsbelag 24 eingestellt. Dieser Vorgang entspricht dem herkömmlichen Verhalten von Bremsen. Die Bremsstellung und die Lösestellung des Bremskolbens 5 in dem Zylinderraum 7 sind in den 2a und 2b dargestellt.

In dem erfindungsgemäßen Bremssystem 1 kann in diesem Zustand, in dem der Kolben sich in der Lösestellung befindet, ein Druckmodulationsmittel der Druckmodulationseinheit 13, beispielsweise eine Pumpe oder ein Ventil in der Rückführungsleitung aktiviert werden, das einen Unterdruck, insbesondere in dem Raum 73 hinter dem Bremskolben 5, erzeugt. Durch diesen Unterdruck wird der Bremskolben 5 in eine Position gezogen, in der er sich noch weiter von der Bremsscheibe 23 entfernt. Dadurch wird das Lüftspiel zwischen Bremsscheibe 23 und Bremsbelag 24 vergrößert und dadurch das Auftreten von Restschleifmomenten vermieden. Die ungebremste Stellung des Bremskolbens 5 in dem Zylinderraum 7 ist in 2c dargestellt.

Wird nun das Bremspedal 8 von dem Fahrer erneut betätigt, so kann bereits bei der Berührung des Bremspedals 8 oder durch frühere Indikation, die Einleitung eines Bremsvorgangs erkannt werden. Diese Information, dass ein Bremsvorgang eingeleitet werden soll, kann von dem Steuergerät 4 erhalten werden und dieses kann daraufhin die Druckmodulationsmittel der Druckmodulationseinheit 13 in der Rückführungsleitung deaktivieren, wodurch der Unterdruck in dem Zylinderraum 7 abgebaut wird. Der Bremskolben 5 kann dann zurück in die Ausgangstellung, die in dieser Ausführungsform der Lösestellung des Bremskolbens 5 entspricht, gelangen, von wo der Bremskolben 5 wieder in die Bremsstellung gebracht werden kann. Das Zurückführen des Bremskolbens 5 von der ungebremsten Stellung in die Ausgangsstellung kann zusätzlich durch die elastische Verformung des Dichtrings und/oder mittels einer gezielten Druckerhöhung in dem Zylinderraum 7 erfolgen. Auch dieser Vordruck kann über das Steuergerät 4 veranlasst werden, das dann beispielsweise ein in der Zuführungsleitung vorgesehenes Druckmodulationsmittel aktiviert.

Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, auf die mechanische Rückstellung des Bremskolbens 5 von der Bremsstellung in die Lösestellung durch den Dichtring 6 und eine in der Ringnut 71 in dem Zylinderraum 7 vorgesehene Fase 72 zu verzichten. In diesem Fall kann der Bremskolben 5 vollständig über Druckänderungen in dem Zylinderraum 7 von der Bremsstellung in die Lösestellung und anschließend in die ungebremste Stellung gebracht werden. Auch diese Bewegung des Bremskolbens 5 kann über das Steuergerät 4 gesteuert werden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems ist in der Rückführungsleitung kein Druckmodulationsmittel 13 vorgesehen. In dieser Ausführungsform wird die Bewegung des Bremskolbens 5 von der Bremsstellung in die Lösestellung, die in diesem Fall der ungebremsten Stellung entsprechen kann, über mechanische Rückstellelemente, wie beispielsweise einen Roll-Back-Dichtring hervorgerufen. Die Stellungen des Bremskolbens 5 und des Dichtrings 6 sind in 3 dargestellt. In 3a ist die Bremsstellung, in 3b die Ausgangsstellung und in 3c die ungebremste Stellung gezeigt. Wie sich dieser Darstellung entnehmen lässt, befindet sich der Dichtring 6 in dieser Ausführungsform in der ungebremsten Stellung in einem elastisch nicht verformten Zustand.

Die Vergrößerung des Lüftspiels wird in dieser Ausführungsform über eine Vergrößerung der Fase 72, die an der Ringnut 71 vorgesehen ist, erzielt. Zudem kann der Bremskolben 5 in dem Dichtring 6 in die Richtung des Zylinderraumbodens, d.h. weg von der Bremsscheibe 23 verschoben werden, oder die Ringnut 71 kann in einer größeren Entfernung zu der Bremsscheibe 23 in dem Zylinderraum 7 vorgesehen sein. Um durch die Vergrößerung des Lüftspiels keinen größeren Bremspedalweg zu erzeugen, ist erfindungsgemäß eine Ausgangsstellung des Kolbens vorgesehen. In diese Stellung kann der Bremskolben 5 beispielsweise über eine Druckerhöhung in dem Raum 73 hinter dem Bremskolben 5 gelangen. Diese Druckerhöhung kann über Druckmodulationsmittel, wie Pumpen oder Ventile in der Zuführungsleitung erzeugt werden, die über das Steuergerät 4 beim Erkennen der Einleitung eines Bremsvorgangs aktiviert werden.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, den Druck, der in der in 3 gezeigten Ausführungsform beim Erkennen des Einleitens eines Bremsvorgangs in dem Zylinderraum 7 erzeugt wird, auch nach dem Lösen der Bremse, d.h. nachdem das Bremspedal wieder in seine Ausgangsstellung zurückgegangen ist, aufrecht zu erhalten. Durch diese Maßnahme ist es beispielsweise bei mehreren aufeinander folgenden Bremsvorgängen, wie diese beispielsweise bei Anti-Blockier-Systemen eingesetzt werden können, möglich, den Bremskolben in einer sehr kurzen Zeitdauer von der Ausgangsstellung in die Bremsstellung zu bringen. In dieser Ausführungsform entspricht die Ausgangsstellung damit der Lösestellung und die ungebremste Stellung wird nur eingestellt, wenn über einen längeren Zeitraum keine weitere Bremsung erfolgt ist. Zum Erreichen der ungebremsten Stellung wird dann der Druck, der in dem Zylinderraum aufgebaut wurde, entfernt. Dies kann durch Abschalten einer Pumpe in der Zuführungsleitung, durch Aktivieren einer Entspannungskammer und/oder durch Öffnen von Ventilen in der Rücklaufleitung erfolgen.

Das Steuergerät kann vorzugsweise das Steuergerät eines Elektronik-Stabilisations-Programm-Systems, das Steuergerät eines Elektrohydraulik-Brems-Systems oder eines ähnlichen Systems darstellen. Solche Systeme sind in modernen Fahrzeugen bereits integriert, wodurch der zusätzliche Montageaufwand gering gehalten werden kann und eine Gewichtszunahme vermieden werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. So ist beispielsweise ein Bremssystem von der vorliegenden Erfindung abgedeckt, bei dem sowohl eine vergrößerte Fase an der Ringnut in dem Zylinderraum vorgesehen ist als auch ein Druckmodulationsmittel zur Erzeugung von Unterdruck in der Rücklaufleitung angeordnet ist.

Die Druckmodulationsmittel sind nicht auf die genannten Mittel, wie Pumpen, Ventile oder Entspannungskammern beschränkt. Vielmehr können sämtliche bekannten Druckmodulationsmittel eingesetzt werden.

Auch die beschriebenen Rückstellelemente, die in einigen Ausführungsformen der Erfindung eingesetzt werden können, sind nicht auf die beschriebenen Roll-Back-Dichtringe beschränkt. Vielmehr können beispielsweise auch Federn verwendet werden.

Die Anordnung der Druckmodulationsmittel ist nicht auf die Zuführungs- und/oder Rückführungsleitung des Bremskreises beschränkt. Es ist auch möglich die Druckmodulationseinheit, die Druckmodulationsmittel umfasst und für die Einstellung der Ausgangsstellung, der Lösestellung und/oder der ungebremsten Stellung des Kolbens verwendet wird direkt an dem Bremssattel oder in unmittelbarer Nähe des Bremssattels anzuordnen.

Die zur Einstellung bestimmter Stellungen des Bremskolbens verwendete Logik in dem Steuergerät ist nicht darauf beschränkt, dass diese nur bei Betätigung des Bremspedals aktiviert wird. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Logik des Steuergeräts beispielsweise abhängig von der Aktivierung einer Pumpe in der Zuführungsleitung gestartet wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren kann daher in einem Zustand, in dem das Fahrzeug ungebremst ist, ein Lüftspiel eingestellt werden, das ein Auftreten von Restschleifmomenten zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag zuverlässig verhindern kann, ohne dass der Fahrer dieses größere Lüftspiel durch einen vergrößerten Bremspedalweg ausgleichen muss. Der Gegenstand der Erfindung erlaubt somit eine Einsparung von Kraftstoff, das Reduzieren einer Bremsscheibenauswaschung und damit eine Verringerung der Wartungskosten ohne den Fahrkomfort oder die Sicherheit negativ zu beeinflussen.


Anspruch[de]
  1. Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, das zumindest eine Bremsscheibe (23), mindestens einen Bremsbelag (24) und mindestes einen damit zusammenwirkenden Bremskolben (5) umfasst, wobei der Bremskolben (5) in einem Zylinderraum (7) aufgenommen ist, der zumindest teilweise (73) mit einem hydraulischen Bremskreis des Bremssystems (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben (5) mindestens drei Stellungen in dem Zylinderraum (7) einnehmen kann, wobei eine Stellung eine Bremsstellung, eine Stellung eine Ausgangsstellung und eine Stellung eine ungebremste Stellung darstellt, wobei in der ungebremsten Stellung der Abstand zwischen dem Bremskolben (5) und der Bremsscheibe (23) größer ist als in der Ausgangsstellung.
  2. Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (1) für die Bewegung des Bremskolbens (5) von der Ausgangsstellung in die ungebremste Stellung oder von der ungebremsten Stellung in die Ausgangsstellung Mittel (13) zur Änderung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum (7) herrscht, aufweist.
  3. Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13) zur Druckänderung von einem mit dem Bremssystem verbundenen Steuergerät (4), vorzugsweise einem elektronischem Steuergerät, angesteuert werden.
  4. Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (4) das Steuergerät eines ESP-Systems, eines EHB-Systems oder eines ähnlichen Systems darstellt.
  5. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsstellung des Bremskolbens (5) der Lösestellung des Bremskolbens (5) entspricht.
  6. Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13) zur Änderung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum (7) herrscht, Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks darstellen.
  7. Bremssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13) zumindest eine Pumpe, ein Ventil, eine Entspannungskammer oder andere Druckmodulationsmittel in der Rücklaufleitung (12) des mit dem Zylinderraum (7) verbundenen hydraulischen Bremskreises umfassen.
  8. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ungebremste Stellung des Bremskolbens (5) der Lösestellung des Bremskolbens (5) entspricht.
  9. Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Druckänderung in zumindest dem Zylinderraum (7) Mittel zur Druckerhöhung darstellen.
  10. Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Dichtring (6) umfasst, der in einer Ringnut (71) in dem Zylinderraum (7) gehalten wird und der den Bremskolben (5) reibschlüssig umfasst, wobei die Ringnut (71) an der der Bremsscheibe (23) zugewandten Seite eine Fase (72) aufweist, die eine Bewegung des Bremskolbens (5) von der ungebremsten Stellung bis zur Bremsstellung erlaubt.
  11. Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem (1) zumindest eine Bremsscheibe (23), mindestens einen Bremsbelag (24) und mindestes einen damit zusammenwirkenden Bremskolben (5) umfasst, wobei der Bremskolben (5) in einem Zylinderraum (7) aufgenommen ist, der zumindest teilweise mit einem hydraulischen Bremskreis (11) des Bremssystems (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben (5) zwischen mindestens drei Stellungen in dem Zylinderraum (7) bewegt werden kann, wobei eine Stellung eine Bremsstellung, eine Stellung eine Ausgangsstellung und eine Stellung eine ungebremste Stellung darstellt, wobei in der ungebremsten Stellung der Abstand zwischen dem Bremskolben (5) und der Bremsscheibe (23) größer ist als in der Ausgangsstellung.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen des Einleitens eines Bremsvorgangs, der Bremskolben (5) von einer ungebremsten Stellung in eine Ausgangsstellung gebracht wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Bremskolbens (5) über Mittel (13) zur Druckänderung erfolgt, die vorzugsweise über mindestens ein elektronisches Steuergerät (4) angesteuert werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Bewegung des Bremskolbens (5) über eine Druckerhöhung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum (7) herrscht, erfolgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen der Beendigung eines Bremsvorgangs zumindest in dem Zylinderraum (7) ein Unterdruck erzeugt wird, um den Bremskolben (5) von einer Lösestellung in die ungebremste Stellung zu bewegen.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eines ESP-, eines EHB-Systems oder eines ähnlichen Systems beim Erkennen der Einleitung oder der Beendigung eines Bremsvorgangs eine Druckänderung zumindest des Drucks, der in dem Zylinderraum (7) herrscht, hervorruft.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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